Contrasto minimo ammissibile sotto ¼”

1

Contrasto minimo ammissibile sotto ¼”Minimum allowable contrast under ¼”

L. Valente TUV-Bytest (Volpiano-TO)U. Piazza Thales Alenia Space (Torino)

Giornata Aerospaziale NDTVergiate, 24 Settembre 2014

2

Requisiti ASTMASTM requirements

6.9 Livelli di Qualità radiografica – Possono essere assegnati i cinque livelli di qualità elencati nella tabella 3 sulla base dello spessore dell’IQI e della rilevabilità di uno, due, o tre fori nell’immagine dell’IQI a fori sulla radiografia. Se il livello di qualità non è specificato sul disegno o di altri documenti applicabili, deve essere di livello 2-2T. Se non diversamente specificato dal cognizant engineering organization, IQI del tipo a fori utilizzati per l'esame di materiale con spessore 0,25 pollici (6,35 mm) o minore possono essere di spessore minimo 0,005 pollici (0,127 mm).

6.9 Radiographic Quality Levels—The five quality levels listed in Table 3 may be assigned on the basis of IQI thickness and the perceptibility of one, two, or three holes in the hole-type IQI image on the radiograph. If the quality level is not specified on the drawing or other applicable documents, it shall be Level 2-2T. Unless otherwise specified by the cognizant engineering organization, hole-type IQIs used for examination of material 0.25 in. (6.35 mm) or less in thickness shall be 0.005-in. (0.127-mm) minimum thickness.

Giornata Aerospaziale CNDVergiate, 24 Settembre 2014

3


Minimum Film Density Difference Between IQI and Adjacent Base Metal Material Images

Minima Differenza di Densità Film Tra Immagini dell’IQI e dell’Adiacente Materiale Base

Differenza di Densità

Den

sità

Film

(im

mag

ine

IQI)

Density Difference

Film

Den

sity

(IQ

I Im

age)


IQI

X + 2%X

2% X

X

OK

NO

4


6.21 Contrasto - Il contrasto della radiografia è determinato misurando la differenza in densità del film tra IQI e il materiale adiacente. La differenza di densità minima mostrata in Fig. 2 deve essere ottenuta tra l’IQI e il metallo base per i Livelli di Qualità Radiografica 1 e 2.

6.21 Contrast—The contrast of the radiograph shall be determined by measuring the difference in density of the film through the IQI and the adjacent material. The minimum density difference shown in Fig. 2 shall be achieved between the IQI and the base metals for Radiographic Quality Levels 1 and 2.


5


Livelli di qualità d’EsameQuality Levels of Examination

Designazione IQI

IQI Designation

Livello di Qualità RadiograficaRadiographicQuality Level

Massimo spessore IQI , % A

Maximum IQIThickness, % A

Minimo Diametro del Foro B

Minimum HoleDiameter B

Sensibilità Equivalente IQI, % C

Equivalent IQISensitivity, % C

00 1-1T 1 1T 0.70 1-2T 1 2T 1.01 2-1T 2 1T 1.42 2-2T 2 2T 2.03 2-4T 2 4T 2.8

A Espresso come percentuale dello spessore del materiale.A Expressed as a percentage of material thickness.B Espresso come spessori multipli dell’IQIB Expressed as multiple thickness of IQI.C La Sensibilità IQI equivalente è quello spessore dell’IQI espresso come percentuale dello spessore del campione per il quale un foro 2T può essere chiaramente visibile sotto le stesse condizioni radiografiche.C Equivalent IQI sensitivity is that thickness of the IQI expressed as a percentage of the specimen thickness in which a 2T hole would be clearly visible under the same radiographic conditions.


6

Obiettivo della sperimentazioneObjective of experimentation

10,01 0,10,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,2 0,3 0,4 0,5

2

3

4

5

Differenza di densitàDensity difference

Den

sità

IQI

IQI D

ensi

ty

Basso contrastoLow contrast

Alto contrastoHigh contrast

Contrasto minimo 2%

Minimum contrast 2%

6% 8% 10% 4%

Risultato attesoExpected result


7

IQI UTILIZZATIUSED IQI

1T 2T

2T 4T

4T 8T

Disponibili per Co, Ni, Fe, Ti, recentemente anche per Al. Available for Co, Ni, Fe, Ti, recently also for Al.

IQI Speciali TAM Special IQI TAM

.25FE

5 mils0.1270 mm

IQI Standard MIL Standard IQI MIL

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

1T 1T

2T 2T

4T 4T

.50FE

10 mils0.254 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

0,254 mm

0,508 mm

1,016 mm

1T 2,5T

2T 5T

4T 10T

1T 5T

2T 10T

4T 20T

1T 10T

2T 20T

4T 40T

1T 3,3T

2T 6,6T

4T 13,3T

1T 6,6T

2T 13,3T

4T 26,6T

1T 4T

2T 8T

4T 16T


8

Campioni di provaTest samples

MIL.25 TAM.20

5.08 mm

0.127 mm 0.1016 mm

MIL.25 TAM.10

2.54 mm

0.127 mm 0.0508 mm

MIL.25 TAM.05

1.27 mm

0.127 mm0.0254 mm

10% vs 2,0% 5% vs 2,0% 2,5% vs 2,0%

① ② ③


9

Scelta dell’energiaChoice of energy

Legenda - Key1 leghe di nickel e rame

Copper/Nickel and alloy2 Acciaio

Steel3 leghe di titanio

Titanium and alloys4 leghe di alluminio

Aluminium and alloyU tensione al tubo (kV)

X-ray voltage (kV)w spessore attraversato (mm)

Penetrated thickness (mm)

1,27 2,54 5,08

ISO 5579

① ② ③


Film

MascheraMasking

mA min = K

Sorgente RXX-ray source

DiaframmaDiaphragm

Asse del fascioBeam axis

kV = K

Piano in piomboLead backing

SFD 2,5÷0,9 m

CampioneSample

Condizioni sperimentaliExperimental conditionsGiornata Aerospaziale CND

Vergiate, 24 Settembre 2014

10

.25

Fe

.05

Fe

CassettaFilm Holder Mascheramento in piombo

Lead masking sheet

BloccoBlock

TAM

.050

IQI STANDARD IQI TAM

XXXX

XXYY

YYYY

YYY

.25

Fe

.05

Fe

TEST

N1

15-0

5-20

14

Densità suDensity on IQI MIL.25

Densità sul bloccoDensity on block

Densità suDensity on IQI TAM.05

IdentificazioneIdentifications

Condizioni sperimentaliExperimental conditionsGiornata Aerospaziale CND


11

12

Condizioni sperimentaliExperimental conditions

FFD mA T.E. kV .05 block .25 .05 .25 % H % H1 1460 5 2 42 1,71 1,74 1,63 0,03 0,11 2 4T 10 1T2 1300 5 2 42 2,10 2,13 2,00 0,03 0,13 2 2T/4T 10 1T3 1200 5 2 42 2,37 2,43 2,29 0,06 0,14 2 2T 10 1T4 1170 5 2 42 2,66 2,70 2,54 0,04 0,16 2 2T 10 1T5 1070 5 2 42 2,99 3,04 2,86 0,05 0,18 2 2T 10 1T6 990 5 2 42 3,51 3,56 3,36 0,05 0,20 2 2T 10 1T7 920 5 2 42 3,88 3,95 3,72 0,07 0,23 2 2T 10 1T8 880 5 2 42 4,27 4,35 4,11 0,08 0,24 3 2T 10 1T

GILARDONI CPX 160, Agfa D4TEST

AlSETUP DENSITY CONTRAST IQI TAM Ti.05 IQI MIL Ti.25

FFD mA T.E. kV .05 block .25 .05 .25 % H % H1 2100 5 2 88 1,66 1,68 1,54 0,02 0,14 2 2T 10 1T2 1950 5 2 88 1,96 1,99 1,83 0,03 0,16 2 2T 10 1T3 1750 5 2 88 2,39 2,43 2,24 0,04 0,19 2 2T 10 1T4 1600 5 2 88 2,80 2,86 2,63 0,06 0,23 2 2T 10 1T5 1480 5 2 88 3,23 3,28 3,02 0,05 0,26 2 2T 10 1T6 1380 5 2 88 3,65 3,70 3,44 0,05 0,26 2 2T 10 1T7 1280 5 2 88 4,18 4,25 3,95 0,07 0,30 2 2T 10 1T


TiSETUP DENSITY CONTRAST IQI TAM Ti.05 IQI MIL Ti.25

FFD mA T.E. kV .05 block .25 .05 .25 % H % H1 2250 5 2 122 1,72 1,75 1,61 0,03 0,14 2 2T 10 1T2 2000 5 2 122 2,16 2,20 2,01 0,04 0,19 2 2T 10 1T3 1800 5 2 122 2,63 2,67 2,46 0,04 0,21 2 2T 10 1T4 1650 5 2 122 3,06 3,11 2,88 0,05 0,23 2 2T 10 1T5 1520 5 2 122 3,50 3,55 3,29 0,05 0,26 2 2T 10 1T6 1420 5 2 122 3,78 3,85 3,58 0,07 0,27 2 2T 10 1T7 1380 5 2 122 3,91 3,98 3,70 0,07 0,28 2 2T 10 1T


FeSETUP DENSITY CONTRAST IQI TAM Ti.05 IQI MIL Ti.25


13

Prima prova con Ti.05 (Ti.25 + 10%)First test with Ti.05 (Ti.25 + 10%)

y = 1,8612ln(x) + 8,7149

y = 3,0023ln(x) + 7,3081

10,01 0,1

ASTM E1742

Ti.05

Ti.25

0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,2 0,3 0,4 0,5

2

3

4

5

Den

sità

IQI

IQI D

ensi

ty



14

Diagramma completo, Ti (2,5-5-10%)Complete diagram, Ti (2,5-5-10%)

y = 1,6463ln(x) + 8,4834

y = 2,1426ln(x) + 8,3867 y = 2,5747ln(x) + 7,9983

y = 3,0023ln(x) + 7,3081

1

10

0,01 0,1 1

ASTM E17422,5%5%10%

7,30817,9983

8.4834

1

2

3

4

5

0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8

8,386

2

3

4

5

6


Den

sità

IQI

IQI D

ensi

ty

Y = A loge X + B

①②③


15

A = -0,0116Z2 + 0,26xZ+ 1,5653

B= 0,0026Z3 - 0,0426Z2 + 0,0517Z + 8,4834

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

3,5000

4,0000

4,5000

5,0000

5,5000

6,0000

6,5000

7,0000

7,5000

8,0000

8,5000

9,0000

2 3 4 5 6 7 8 9 10

A &B

%

A

B

Interpolazione dei valori A e BInterpolation of the values A and B

Densità = Af(%) loge Densità + Bf(%)Density = Af(%) loge Density + Bf(%)

% IQI .25 rispetto al blocco% IQI .25 compared to the block


A & B

Z

16

Diagramma finale (Ti)Final diagram (Ti)

10,01 0,1

2

3

4

5

0,02 0,04 0,06 0,08 0,2 0,3 0,4 0,5

2% 3% 4% 6% 8% 10%


Den

sità

Blo

cco

+ IQ

I 2%

Bloc

k D

ensi

ty +

IQI

2%


ASTM E1742ASTM E 742

Contrasto sotto ¼” –Titanio-Contrast under ¼” – Titanium-


17

Profilo dei grigi(Ti)Gray profile (Ti)

Ti.25 Ti.05

5 170 335 500 665 830 995 1160132514901655182019852150100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

DISTANCE (PIXELS)

GRA

Y VA

LUE

IQI MIL Ti.25

2 157 312 467 622 777 932 1087124213971552170718622017100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

GRA

Y VA

LUE

DISTANCE (PIXELS)

IQI TAM Ti.05


18

Diagramma finale (Fe)Final diagram (Fe)


Den

sità

Blo

cco

+ IQ

I 2%

Bloc

k D

ensi

ty +

IQI

2%



Contrasto sotto ¼” –AcciaioContrast under ¼” – Steel-

10,01 0,1

2

3

4

5

0,02 0,04 0,06 0,08 0,2 0,3 0,4 0,5

2% 3% 4% 6% 8% 10%


19

Profilo dei grigi(Fe)Gray profile (Fe)

Fe.25 Fe.05

5 175 345 515 685 855 10251195136515351705187520452215100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

DISTANCE (PIXELS)

GRA

Y VA

LUE

IQI MIL Fe.25

2 172 342 512 682 852 10221192136215321702187220422212100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

GRA

Y VA

LUE

DISTANCE (PIXELS)

IQI TAM Fe.05


20

Equivalenza con lamine di AlluminioEquivalence with aluminium sheets

y = 0,0023x2 - 0,1495x + 3,72

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 5 10 15 20 25 30

0.1270 mm

0.1905 mm

0.2540 mm

Den

sità

Den

sity

Numero di lamine di alluminio (spessore singolo 0.0127 mm)Number of aluminium sheets (single thickness 0.0127 mm)

Parametri di esposizione:Exposure parameters:CPX160, 20kV, 2’, 5mASFD100cm, AGFA D4


21

IQI SPECIALI TAM -AlluminioSPECIAL IQI TAM -AluminiumGiornata Aerospaziale CND


IQI SPECIALI TAM -AlluminioSPECIAL IQI TAM -Aluminium

.05

2T

4T

Ø 0,480 mm

Ø 0,854 mm

.10

2T

4T

Ø 0,474 mm

Ø 0,868 mm

.20

2T

4T

Ø 0,454 mm

Ø 0,801 mm 22


23

Diagramma finale (Al)Final diagram (Al)

10,01 0,1

2

3

4

5

0,02 0,04 0,06 0,08 0,2 0,3 0,4 0,5

2% 3% 4% 6% 8% 10%


Den

sità

Blo

cco

+ IQ

I 2%

Bloc

k D

ensi

ty +

IQI

2%



Contrasto sotto ¼” –AlluminioContrast under ¼” – Aluminium-


24

Profilo dei grigi(Al)Gray profile (Al)

Al.05Al.25

5 160 315 470 625 780 935 1090124514001555171018652020100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

DISTANCE (PIXELS)

GRA

Y VA

LUE

IQI MIL Al.25

4 160 316 472 628 784 940 109612521408100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

DISTANCE (PIXELS)

GRA

Y VA

LUE

IQI TAM Al.05


25

Confronto tra Al, Ti e FeComparison of Al, Ti and Fe

0,01 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

2% 2,5% 5% 10%

2

1

3

4

5


Den

sità

Blo

cco

+ IQ

I 2%

Bloc

k D

ensi

ty +

IQI

2%



Contrasto sotto ¼”Contrast under ¼”

AlTiFe


26

EPS in accordo con ASTM E1025EPS according with ASTM E1025

Spessore BloccoBlock Thickness

IQIIQI

ASTM E1742 e E2104ASTM E1742 e E2104

Uso di TAM sotto il ¼ “Use of TAM under ¼ “

XInch mm

MIL o TAM

ASTM E1025

IQI Tmm

H (2T)mm

EPS%

H (1T)mm

EPS%

IQI Tmm

H (2T)mm

EPS%

H (1T)mm

EPS%

0,500 12,700 MIL.50 #10 .50 0,2540 0,508 2,0 0,254 1,4 .50 0,2540 0,508 2,0 0,254 1,4

0,375 9,525 MIL.37 #7 .37 0,1905 0,508 2,3 0,254 1,6 .37 0,1905 0,508 2,3 0,254 1,6

0,250 6,350 MIL.25 #5 .25 0,1270 0,508 2,8 0,254 2,0 .25 0,1270 0,508 2,8 0,254 2,0

0,200 5,080 TAM.20 #4 .25 0,1270 0,508 3,5 0,254 2,5 .20 0,1016 0,508 3,2 0,254 2,2

0,175 4,445 TAM.18 N/A .25 0,1270 0,508 4,0 0,254 2,9 .18 0,0889 0,508 3,4 0,254 2,4

0,150 3,810 TAM.15 #3 .25 0,1270 0,508 4,7 0,254 3,3 .15 0,0762 0,508 3,7 0,254 2,6

0,125 3,175 TAM.12 N/A .25 0,1270 0,508 5,7 0,254 4,0 .12 0,0635 0,508 4,0 0,254 2,8

0,100 2,540 TAM.10 #2 .25 0,1270 0,508 7,1 0,254 5,0 .10 0,0508 0,508 4,5 0,254 3,2

0,075 1,905 TAM.07 N/A .25 0,1270 0,508 9,4 0,254 6,7 .07 0,0381 0,508 5,2 0,254 3,7

0,050 1,270 TAM.05 #1 .25 0,1270 0,508 14,1 0,254 10,0 .05 0,0254 0,508 6,3 0,254 4,5


27

ConclusioniConclusions

• Riteniamo che gli IQI MIL.25 possano essere impiegati come equivalenti ai TAM a condizione che si ottenga un maggior contrasto.

• We believe that the IQI MIL.25 could be use as equivalent to the TAM on condition that you get a greater contrast.

• Questo maggior contrasto può essere monitorato con le curve sperimentali dell’alluminio poiché sono le più conservative, come si è potuto notare dalla sovrapposizione dei tre diagrammi (Al, Ti e Fe), sono le curve che si pongono più a destra.

• This greater contrast could be monitored with the experimental curves of the aluminium since they are more conservative, as you has been noted by the superposition of the three diagrams (Al, Ti and Fe), they are the curves that are placed more to the right.

• Comunque, è consigliabile richiedere la rilevabilità del foro 1T sull'IQI MIL.25 come è richiesto da qualche Cognizant Engineering Organization.

• However, it is advisable to request the detection of the 1T hole for the IQI MIL.25, as is required by some Cognizant Engineering Organization.


28

Contrasto minimo ammissibile sotto ¼”Minimum allowable contrast under ¼”

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Grazie per la vostra attenzione !Thank you for your attention !


Contrasto minimo ammissibile sotto ¼”

Technology

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